流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建研究

任 靜

武警天津總隊(duì)，天津 300300

洪澇災(zāi)害是一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，會(huì)危及人的生命財(cái)產(chǎn)安全，破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展。為了更好地了解和應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害，構(gòu)建一個(gè)全面、準(zhǔn)確的流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)十分重要。本研究將探討如何收集、整理和分析洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)，以及如何建立一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)，為洪澇災(zāi)害的預(yù)測(cè)、防治和應(yīng)急救援提供支持。

1 流域超標(biāo)準(zhǔn)的概念

流域是指由分水線(xiàn)所包圍的河流集水區(qū)。分地面集水區(qū)和地下集水區(qū)兩類(lèi)。如果地面集水區(qū)和地下集水區(qū)相重合，稱(chēng)為閉合流域；如果不重合，則稱(chēng)為非閉合流域。平時(shí)所稱(chēng)的流域，一般都指地面集水區(qū)，包括河流、湖泊、水庫(kù)等。水質(zhì)指標(biāo)表示水中雜質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量，是用于評(píng)價(jià)水體水質(zhì)狀況的參數(shù)，如溶解氧、濁度、氨氮、總磷等。流域超標(biāo)準(zhǔn)是指流域內(nèi)某些水體的水質(zhì)指標(biāo)超過(guò)國(guó)家或地方規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。超標(biāo)準(zhǔn)的水體可能含有過(guò)多的污染物，如重金屬、有機(jī)物等，對(duì)水生生物造成毒害，破壞水生態(tài)系統(tǒng)的平衡。若被作為飲用水源或農(nóng)業(yè)灌溉水源，可能對(duì)人類(lèi)健康產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2 流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建意義

2.1 提供災(zāi)害管理決策依據(jù)

第一，流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)能夠提供歷史洪澇災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括歷史洪澇災(zāi)害的洪水水位、降雨量、災(zāi)害損失等，為相關(guān)管理部門(mén)提供寶貴的信息資源[1]。

第二，建立流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析研究，可揭示洪澇災(zāi)害的規(guī)律和趨勢(shì)，幫助相關(guān)管理部門(mén)更好地了解洪澇災(zāi)害的特點(diǎn)和影響因素，總結(jié)有效的應(yīng)對(duì)策略和經(jīng)驗(yàn)，幫助相關(guān)管理部門(mén)制定合理的防災(zāi)減災(zāi)措施，提高決策能力和應(yīng)對(duì)水平。

2.2 促進(jìn)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新

首先，流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)可以提供大量的洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)，研究人員可利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，深入探索洪澇災(zāi)害的成因和演化機(jī)制。通過(guò)對(duì)洪澇災(zāi)害的科學(xué)研究，提高對(duì)洪澇災(zāi)害的認(rèn)識(shí)，為災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)。

其次，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也可以促進(jìn)洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)的創(chuàng)新。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)洪澇災(zāi)害的規(guī)律和趨勢(shì)，進(jìn)而改進(jìn)和優(yōu)化現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)和預(yù)警技術(shù)，提高災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，有助于及早采取有效的防災(zāi)減災(zāi)措施，減少洪澇災(zāi)害造成的損失。

最后，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還能促進(jìn)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的交流與合作。研究人員可以共享數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，開(kāi)展合作研究，共同解決洪澇災(zāi)害防治中的關(guān)鍵問(wèn)題，促進(jìn)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)步，推動(dòng)洪澇災(zāi)害防治技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。

2.3 促進(jìn)國(guó)際合作和信息共享

首先，流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)可以促進(jìn)信息共享。不同國(guó)家和地區(qū)的洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合和比對(duì)，加深對(duì)全球洪澇災(zāi)害的認(rèn)識(shí)和理解，為各國(guó)提供一個(gè)信息窗口，了解掌握彼此的數(shù)據(jù)信息，為自身應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害的提供借鑒[2]。

其次，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立可為國(guó)際間的災(zāi)害管理經(jīng)驗(yàn)交流提供平臺(tái)。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)，各國(guó)能夠了解其他國(guó)家在洪澇災(zāi)害管理方面的成功經(jīng)驗(yàn)和有效措施，促進(jìn)各國(guó)之間的合作和互助，共同研究和制定更加有效的洪澇災(zāi)害管理策略。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)還會(huì)記錄和分享各國(guó)在災(zāi)后重建和恢復(fù)方面的經(jīng)驗(yàn)，為各國(guó)提供寶貴的參考和借鑒。

最后，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還能夠提高洪澇災(zāi)害應(yīng)對(duì)的效率和準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)全球洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)的整合和分析，有效發(fā)現(xiàn)洪澇災(zāi)害的規(guī)律和趨勢(shì)，為預(yù)測(cè)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)[3]。各國(guó)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，制定更加精準(zhǔn)和有效的洪澇災(zāi)害應(yīng)對(duì)措施，降低災(zāi)害造成的損失和影響。

3 流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

3.1 數(shù)據(jù)收集

一是調(diào)查報(bào)告。調(diào)查報(bào)告通常包含歷史洪水事件的時(shí)間、地點(diǎn)、洪水水位、洪水流量等詳細(xì)信息[4]。二是氣象數(shù)據(jù)。通過(guò)獲取氣象部門(mén)或相關(guān)機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)，包括降雨量、降雨強(qiáng)度等信息，可以幫助分析洪水發(fā)生的原因和規(guī)律。三是水文數(shù)據(jù)。水文部門(mén)或相關(guān)機(jī)構(gòu)提供的水文數(shù)據(jù)，如河流水位、河流流量等信息，可以用于分析洪水的水文特征和趨勢(shì)。四是衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)獲取洪澇災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)，如洪水范圍、洪水深度等，可以提供全面的洪澇災(zāi)害信息。五是傳感器數(shù)據(jù)。通過(guò)使用水位傳感器、雨量計(jì)等設(shè)備獲取實(shí)時(shí)的洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)，可以監(jiān)測(cè)洪水的發(fā)生和發(fā)展情況。六是與洪澇災(zāi)害領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行訪談。通過(guò)與專(zhuān)家交流，獲取他們的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解，可以提供有關(guān)洪澇災(zāi)害的歷史數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析。七是社交媒體數(shù)據(jù)。通過(guò)分析社交媒體上的相關(guān)信息，如洪水照片、洪水報(bào)道等，可以獲取洪澇災(zāi)害的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和民眾反饋。八是查詢(xún)已有的洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以獲取歷史洪水事件的相關(guān)數(shù)據(jù)。九是地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)。通過(guò)利用GIS技術(shù)，可以獲取洪澇災(zāi)害的空間分布和影響范圍等數(shù)據(jù)。通過(guò)以上方法收集到的洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)可以用于分析洪水的發(fā)生規(guī)律、預(yù)測(cè)未來(lái)的洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、制定應(yīng)對(duì)措施等。

3.2 數(shù)據(jù)整理

第一，使用電子表格軟件或數(shù)據(jù)庫(kù)軟件創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)表格，包括以下列：流域名稱(chēng)、洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、洪澇災(zāi)害類(lèi)型、洪澇災(zāi)害等級(jí)、受災(zāi)人數(shù)、受災(zāi)面積、直接經(jīng)濟(jì)損失等[5]。

第二，將收集到的流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)逐一錄入數(shù)據(jù)表格，確保每條數(shù)據(jù)都對(duì)應(yīng)正確的列。

第三，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)洪澇災(zāi)害類(lèi)型將數(shù)據(jù)分為不同的類(lèi)別，例如山洪、內(nèi)澇、河洪等。

第四，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，根據(jù)洪澇災(zāi)害等級(jí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，從高到低或從低到高排列，以便后續(xù)分析和比較，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的格式化處理，確保數(shù)據(jù)的一致性。例如：統(tǒng)一日期格式、數(shù)字格式等。

第五，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和清洗，檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，刪除重復(fù)或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

第六，可以使用數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)和分析整理后的數(shù)據(jù)，生成圖表或報(bào)告，為洪澇災(zāi)害防治提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

3.3 數(shù)據(jù)分析

第一，洪水頻率。有效計(jì)算洪水的年均發(fā)生次數(shù)，以及不同等級(jí)的洪水發(fā)生的頻率。使用統(tǒng)計(jì)軟件中的頻數(shù)統(tǒng)計(jì)功能，或者在GIS中進(jìn)行空間分析，統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)洪水發(fā)生的次數(shù)[6]。

第二，洪水強(qiáng)度。計(jì)算洪水的平均流量或者最大流量，以及不同等級(jí)的洪水的流量范圍。使用統(tǒng)計(jì)軟件中的描述統(tǒng)計(jì)功能，計(jì)算洪水流量的均值、標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)。

第三，洪水持續(xù)時(shí)間。計(jì)算洪水的平均持續(xù)時(shí)間，以及不同等級(jí)的洪水的持續(xù)時(shí)間范圍。使用統(tǒng)計(jì)軟件中的描述統(tǒng)計(jì)功能，計(jì)算洪水持續(xù)時(shí)間的均值、標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)[7]。

第四，洪水對(duì)流域的影響程度。使用GIS中的空間分析功能，計(jì)算洪水對(duì)流域內(nèi)不同地區(qū)的影響程度。通過(guò)計(jì)算洪水淹沒(méi)的面積、洪水對(duì)土地利用的影響程度等指標(biāo)評(píng)估洪水對(duì)流域的影響。

第五，使用統(tǒng)計(jì)軟件或GIS中的可視化功能，將分析結(jié)果以圖表或地圖的形式展示出來(lái)，以便更直觀地理解洪水的頻率、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及對(duì)流域的影響程度。

3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

第一，根據(jù)需求選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。針對(duì)需要保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性的場(chǎng)景，可以選擇關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)，如MySQL、Oracle或SQL Server。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)使用表格結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，具有事務(wù)處理、數(shù)據(jù)一致性和數(shù)據(jù)完整性等特性，適用于需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性的場(chǎng)景。

第二，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。根據(jù)流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和需求，可以設(shè)計(jì)以下表結(jié)構(gòu)：(1)流域表(Basin)，用于存儲(chǔ)流域的基本信息，如流域名稱(chēng)、流域面積等。basin_id：流域ID(主鍵)，basin_name：流域名稱(chēng)，basin_area：流域面積。(2)洪澇災(zāi)害表(Flood)：存儲(chǔ)洪澇災(zāi)害的詳細(xì)信息，如洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)間、災(zāi)害類(lèi)型等。flood_id：災(zāi)害ID(主鍵)，basin_id：流域ID(外鍵)，flood_time：災(zāi)害發(fā)生時(shí)間，flood_type：災(zāi)害類(lèi)型。(3)災(zāi)害類(lèi)型超標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表(ExceedData)，用于存儲(chǔ)流域超標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的具體數(shù)值，如超標(biāo)準(zhǔn)降雨量、超標(biāo)準(zhǔn)水位等。data_id：數(shù)據(jù)ID(主 鍵)，flood_id：災(zāi) 害ID(外 鍵)，rainfall：超標(biāo)準(zhǔn)降雨量，water_level：超標(biāo)準(zhǔn)水位，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和查詢(xún)功能。通過(guò)編寫(xiě)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)句，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：數(shù)據(jù)的插入。將分析好的流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)插入相應(yīng)的表中，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。數(shù)據(jù)的更新。根據(jù)實(shí)際情況，更新已有的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性。根據(jù)需要，刪除不再需要的數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的清潔和高效。數(shù)據(jù)的查詢(xún)。根據(jù)不同的條件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速檢索和查詢(xún)，提供給用戶(hù)所需的信息。通過(guò)以上方法，實(shí)現(xiàn)流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和查詢(xún)，保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，并提供快速的數(shù)據(jù)檢索和查詢(xún)功能。圖1為某地流域表。

3.5 數(shù)據(jù)更新和維護(hù)

首先，收集新增的洪水事件數(shù)據(jù)。可以采取多途徑，如與相關(guān)部門(mén)、機(jī)構(gòu)或個(gè)人進(jìn)行溝通，獲取他們所記錄的洪水事件數(shù)據(jù)；或者利用傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備等技術(shù)實(shí)時(shí)獲取洪水事件數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行初步的篩選和整理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性[8]。

其次，更新洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)。洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)是用于描述洪水事件特征和影響程度的重要數(shù)據(jù)。更新洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)的方法包括2種：通過(guò)研究文獻(xiàn)、報(bào)告等獲取最新的洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)；利用已有的洪水事件數(shù)據(jù)計(jì)算得出新的洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)。更新后的洪水指標(biāo)數(shù)據(jù)需要與數(shù)據(jù)庫(kù)中的洪水事件數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用[9]。

最后，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)工作。主要包括備份數(shù)據(jù)和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)性能2個(gè)方面。備份數(shù)據(jù)是為了防止數(shù)據(jù)丟失而進(jìn)行的重要工作。采用定期備份的方式，將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)復(fù)制到其他存儲(chǔ)介質(zhì)，如硬盤(pán)、磁帶等。備份數(shù)據(jù)的頻率可以根據(jù)數(shù)據(jù)更新的頻率確定，確保備份數(shù)據(jù)的及時(shí)性。優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)性能是為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)和操作效率。可采取以下措施：（1）進(jìn)行索引優(yōu)化。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵字段創(chuàng)建索引，可以加快查詢(xún)速度。需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的索引類(lèi)型和字段，避免創(chuàng)建過(guò)多或不必要的索引。（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)。將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行分區(qū)存儲(chǔ)，提高查詢(xún)效率?？梢愿鶕?jù)時(shí)間、地理位置等因素進(jìn)行數(shù)據(jù)分區(qū)，使得查詢(xún)時(shí)只需搜索特定分區(qū)，而不需要掃描整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。（3）進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)調(diào)優(yōu)。通過(guò)調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的配置參數(shù)，如緩沖區(qū)大小、并發(fā)連接數(shù)等，提高數(shù)據(jù)庫(kù)性能。需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際負(fù)載情況和硬件資源確定合適的參數(shù)值。（4）定期進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)性能監(jiān)控和優(yōu)化。通過(guò)使用性能監(jiān)控工具，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能指標(biāo)，如響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)連接數(shù)等。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)優(yōu)化性能，保證數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定運(yùn)行[10]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)流域超標(biāo)準(zhǔn)洪澇災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建研究，可以更好地了解洪澇災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律和影響因素，為災(zāi)害預(yù)防和應(yīng)對(duì)提供科學(xué)依據(jù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)的建立將有助于提高洪澇災(zāi)害的預(yù)測(cè)和預(yù)警能力，減少災(zāi)害損失，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。